BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Perkembangan teknologi informasi semakin pesat setelah ditemukannya
komunikasi nirkabel (Wireless), begitu juga kebutuhan industri-industri terhadap sumber daya manusia (SDM) yang menguasai teknologi wireless semakin meningkat, dapat dilihat dari hasil searching internet tanggal 28 November 2007 bahwa untuk kategori Job Wireless Technology ada 125.000.000, hasil penelusuran, sedangkan hasil penelusuran yang sama untuk Indonesia ada 1.820.000. Sedangkan yang membicarakan tentang ICT (Information Communication Technology) dari seluruh dunia ada 380.000.000, di mana ICT ini menjadi dasar pembentukan dari CCIT (Creative Communication and Innovative Technology). Terkait dengan perkembangan CCIT, maka dunia industripun pada saat ini masih kekurangan tenaga ahli dalam bidang CCIT, ini sejalan dengan hasil searching internet bahwa kebutuhan dunia kerja dalam CCIT sebesar 2.220.000. Sedangkan kebutuhan dunia kerja di Indonesia akan lulusan yang kompeten dalam bidang CCIT sebesar 551.000. ”Pada saat ini terdapat kesenjangan yang cukup besar antara ketersediaan dan kebutuhan SDM ICT di Indonesia, yaitu sekitar 300%, dan diperkirakan kesenjangan tersebut pada tahun 2008 turun menjadi sekitar 165%. Jawaban kunci untuk meningkatkan literasi dan juga meningkatkan kualitas pekerja di bidang ICT, ialah melalui pengembangan standar kompetensi dan pemberian sertifikasi bagi tenaga ICT” (Depkominfo:2007). Bidang kerja CCIT yang terbuka pun beragam dan hampir sama baik yang internasional maupun nasional. Kebanyakan yang dicari adalah engineer untuk networking, internet protocol, wireless serta programmer. Kelihatannya trend yang sedang terjadi adalah orang atau perusahaan ingin membuat perangkat networking seperti produk dari suatu vendor. Untuk itu memang dibutuhkan banyak orang yang dapat membuat program dalam level C, C++, J2ME dengan embedded IP dan memiliki latar belakang (pengetahuan) di bidang telekomunikasi dan networking, paham tentang IP
1
(Internet Protocol). Jenis-jenis lowongan pekerjaan yang begitu beragam dan banyak sangat disayangkan masih sedikit sekali lulusan Perguruan Tinggi yang berkemampuan tinggi dalam bidang CCIT. Jika situasi seperti itu dibiarkan, maka akan sangat mengenaskan jika orang Indonesia yang bergerak di bidang Teknologi Informasi tidak bisa mendapatkan pekerjaan dalam bidang CCIT. Permasalahannya untuk mendukung keberhasilan pemahaman teknologi CCIT belum ada peralatan pendukung yang memadai. Melihat kebutuhan dunia kerja yang begitu besar akan outcome yang mempunyai kompetensi dalam bidang CCIT, maka dipandang sangat perlu untuk men-desain peratalan pendukung proses pembelajaran yang berbasis CCIT sehinga betul-betul dapat menjawab tantangan atau kebutuhan dari dunia industri. Pembenahan dapat dimulai dari peninjauan terhadap peralatan pendukung yang sekarang tersedian, kemudian memperhatikan kebutuhan dunia kerja serta mencermati perkembangan teknologi CCIT lalu mencari solusi peralatan pendukung CCIT. Desain peralatan pendukung CCIT dikhususkan untuk memahami perkembangan teknologi CCIT, teknologi ini terkait dengan Jurusan Sistem Komputer. Jurusan Sistem Komputer yang berjalan, mempunyai peralatan pendukung yang kurang memadai dalam menghadapi perkembagan teknologi CCIT. Peralatan pendukung CCIT yang di desain secara khusus untuk CCIT harus dapat mencakup dari kebutuhan stakeholder (dunia kerja) dalam bidang CCIT. Arah dari peralatan pendukung CCIT adalah penguasaan teknologi wireless, teknologi internet protocol serta embedded system. Dalam desain peralatan pendukung CCIT juga perlu dibuatkan suatu standar kompetensi bidang teknologi CCIT, hal ini perlu ditetapkan dan begitu penting karena; Pertama, akan bermanfaat bagi industri dalam melakukan proses penerimaan atau pengangkatan
tenaga;
Kedua,
standar
kompetensi
akan
bermanfaat
untuk
mengembangkan SDM di bidang CCIT; Ketiga, dengan adanya standar kompetensi akan lebih mudah bagi Perguruan Tinggi dalam mengikuti perkembangan teknologi CCIT. Hasil dari desain peralatan pendukung proses pembelajaran berbasis CCIT yaitu berupa sebuah peralatan praktikum yang dapat menghasilkan outcome kompeten dalam pengetahuan dan keterampilan CCIT, yang pada akhirnya dapat menjawab tantangan dunia kerja bidang CCIT.
2
1.2
Perumusan Masalah Permasalahan yang diinginkan adalah berupa sebuah peralatan pendukung proses
belajar mengajar dalam bidang teknologi CCIT, diuraikan pendekatan dan konsep untuk menjawab masalah yang diteliti. Dalam perumusan masalah dijelaskan definisi, asumsi, dan lingkup yang menjadi batasan penelitian. Untuk mewujudkan “Desain Peralatan Pendukung Proses Pembelajaran yang Berbasis CCIT (Creative Communication and Innovative Technology)” perlu dilakukan terlebih dahulu pembuatan prototype persiapan desain sistem peralatan pendukung untuk mengurangi potensi kerugian. Prototipe itu perlu dilengkapi dengan kajian tentang peluang-peluang kompetitif dan resiko-resiko. Peluang-peluang kompetitif dan resiko-resiko terdiri atas: 1. makna peralatan pendukung (komponen-komponennya, alasan-alasan untuk perubahan berkelanjutan), 2. peran kompetitif peralatan pendukung (rantai nilai, strategisnya peralatan pendukung CCIT), 3. ancaman-ancaman dan resiko-resiko (keusangan teknologi, kegagalan untuk mencapai atau menguasai keunggulan kompetitif). Permasalahan prioritas yang diinginkan oleh peneliti adalah solusi untuk menutup gap pada kebutuhan SDM bidang CCIT/ICT. Solusi itu berwujud dalam tatanan desain peralatan pendukung proses pembelajaran yang berbasis teknologi CCIT, menciptakan proses belajar mengajar yang dapat menumbuh kembangkan kreatifitas dan inovasi. Ada beberapa pendekatan dan konsep yang diajukan untuk menjawab masalah yang diteliti. Pendekatan pertama adalah pembuatan perancangan peralatan pendukung proses pembelajaran berbasis CCIT. Perancangan tersebut terkait dengan kebutuhan stakeholder untuk mendapatkan sumberdaya manusia yang kompeten dalam bidang teknologi CCIT. Selanjutnya user requirement (kebutuhan stakeholder akan peralatan pendukung yang mampu menghasilkan outcome yang kompeten dalam bidang CCIT). Konsep pertama, para pihak memerlukan pemahaman yang lebih baik tentang pentingnya peralatan pendukung proses pembelajaran berbasis teknologi CCIT, dampak dari peralatan pendukung ini adalah para mahasiswa lebih termotivasi dalam menjalankan atau mengikuti perkuliahan baik di kelas maupun di laboratorium. Konsep kedua dan seterusnya akan disampaikan dalam bagian-bagian berikutnya pada naskah ini, rincian
3
kegiatan /personalia, dan satuan biaya penelitian dosen muda, dan laporan kegiatan dalam wujud laporan penelitian. Berikut ini disampaikan batasan penelitian pada aspek definisi, asumsi, dan lingkup penelitian. Hal ini diberikan agar penelitian dapat diselesaikan dalam waktu yang tepat sesuai dengan rencana. Pemahaman peralatan pendukung pembelajaran adalah merupakan suatu peralatan yang dirancang untuk mendukung proses pembelajaran baik praktikum maupun teori dalam penguasaan teknologi CCIT. Batasan lingkup penelitian: 1) Embedded system, bagaimana konsep dari sistem embedded dapat dipahami melalui peralatan pendukung proses pembelajaran teknologi CCIT, 2) Internet protocol, untuk melakukan komunikasi secara nirkabel melalui sebuah alamat IP , 3) Desain peralatan yaitu berupa peralatan yang dapat mendukung pembelajaran teknologi CCIT, peralatan ini berupa trainer yang akan membantu dalam perkuliahan praktikum CCIT.
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Desain Peralatan Pendukung Proses Pembelajaran Organisasi pendidikan dalam beberapa tahun terakhir mengalami perubahan-
perubahan, berkaitan dengan adanya perubahan permintaan pasar dan juga adanya perkembangan teknologi informasi yang signifikan. Perubahan yang terjadi secara global tersebut didorong pula oleh berkembangnya sistem Manajemen Kualitas Total ( Total Quality Management ). Beberapa pengamat pendidikan di Indonesia menyatakan bahwa fenomena yang perlu dicermati dari lulusan perguruan tinggi di Indonesia adalah ketidakmampuan lulusan untuk cepat beradaptasi dengan kebutuhan industri modern. Hal tersebut terjadi antara lain oleh adanya kesenjangan persepsi antara pengelola perguruan tinggi dalam menghasilkan lulusannya dan pengelola industri sebagai pengguna lulusan perguruan tinggi. Gaspersz (2003) menguraikan adanya kesenjangan antara lulusan perguruan tinggi dan kebutuhan industri di Indonesia seperti ditunjukkan pada tabel 1. Tabel 01. Kesenjangan lulusan Perguruan Tinggi dengan Kebutuhan Industri di Indonesia. Lulusan Perguruan Tinggi
Kebutuhan Industri
Hanya memahami teori
Kemampuan solusi masalah berdasarkan konsep ilmiah
Memiliki ketrampilan individual
Memiliki ketrampilan kelompok
Motivasi belajar hanya untuk lulus ujian
Mempelajari bagaimana belajar yang efektif
Hanya berorientasi pada pencapaian grade
Berorientasi
atau nilai tertentu (pembatasan target )
menerusdengan tidak dibatasi pada target
pada
peningkatan
terus
tertentu saja.Setiap target yang tercapai akan terus menerus ditingkatkan
5
Orientasi belajar hanya pada mata kuliah
Membutuhkan pengetahuan terintegrasi antar
individual secara terpisah
disiplin ilmu untuk solusi masalah industri yang komplek
Proses belajar bersifat pasif, hanya menerima
Bekerja adalah suatu proses berinteraksi
informasi dari dosen
dengan orang lain dan memproses informasi secara aktif
Penggunaan teknologi (misal : komputer)
Penggunaan teknologi merupakan bagian
terpisah dari proses belajar
integral dari proses belajar untuk solusi masalah industri
Permasalahan proses pembelajaran di pendidikan tinggi saat ini adalah kesenjangan antara permasalahan pekerjaan yang dihadapi oleh masyarakat pemakai (stakeholder) dengan materi pembelajaran di kelas atau praktikum. Permasalahanpermasalahan yang teridentifikasi tersebut menunjukkan sinyalemen bahwa proses pembelajaran belum mengarah pada peningkatan soft skill mahasiswa, dan akses informasi permasalahan dunia kerja dan pemutakhiran ICT untuk mendukung Student Center Learning (SCL) masih kurang memadai [Siswono 2008]. 2.2
Sistem industri dan manajemen perguruan tinggi Sistem industri dapat dipandang sebagai suatu sistem peningkatan terus-menerus
(continuous industrial process improvement ), yang dimulai dari sederet siklus yaitu sejak awal adanya ide-ide untuk menghasilkan produk, pengembangan produk, proses produksi, sampai kepada distribusi ke konsumen. Kemudian berdasarkan informasi pengguna produk (pelanggan) sebagai umpan balik dapat dikembangkan ide-ide untuk menciptakan produk baru atau memperbaiki produk lama maupun proses produksi saat ini. Pelaku dan pengelola dari sistem industri tersebut pada umumnya adalah lulusan perguruan tinggi. Oleh sebab itu manajemen perguruan tinggi sebaiknya memahami perkembangan sistem industri. Selanjutnya, sebaiknya suatu sistem manajemen perguruan tinggi dikelola sebagai suatu sistem industri. Kemenade and Garre (2000) mengidentifikasi delapan kategori yang dibutuhkan dari perguruan tinggi untuk
6
memenuhi permintaan bisnis dan industri di Belgia, Belanda, Finlandia dan Inggris, yaitu : (1) berorientasi pelanggan, (2)memiliki pengetahuan praktis dan aplikasi alat-alat total quality management (TQM), (3) mampu membuat keputusan berdasarkan fakta, (4) memiliki pemahaman bahwa bekerja adalah suatu proses, (5) berorientasi pada kelompok ( team work ), (6) memiliki komitmen untuk peningkatan terus-menerus, (7) pembelajaran aktif (active learning ), (8) memiliki perspektif sistem. Konsep sistem industri menurut Deming (1986) yang populer dengan nama Roda Deming ( Deming’s Wheel ) terdiri dari empat komponen utama, yaitu : riset pasar, desain produk, proses produksi, dan pemasaran. Deming menekankan pentingnya interaksi tetap antara riset pasar, desain produk, proses produksi dan pemasaran, agar perusahaan industri mampu menghasilkan produk dengan harga kompetitif dan kualitas yang lebih baik sehingga dapat memuaskan konsumen. Deming menjelaskan bahwa roda tersebut harus dijalankan atas dasar pengertian dan tanggung jawab bersama untuk mengutamakan efisiensi dan peningkatan kualitas. Penerapan konsep sistem industri dalam sistem perguruan tinggi dimulai dengan pandangan bahwa proses pendidikan di perguruan tinggi adalah suatu peningkatan terusmenerus (continous educational process improvement) , yang dimulai dari adanya ide-ide untuk menghasilkan lulusan yang berkualitas tinggi, pengembangan kurikulum, proses pembelajaran, sampai kepada pemuasan pengguna lulusan (pelanggan) dan alumni. Selanjutnya berdasarkan informasi sebagai umpan-balik yang berasal dari pengguna lulusan dan alumni dapat dikembangkan ide-ide kreatif untuk mendesain ulang kurikulum dan memperbaiki proses pendidikan perguruan tinggi yang ada [Soetarno 2005]. Selanjutnya model manajemen perguruan tinggi dengan dasar konsep Roda Deming dapat dilihat pada gambar 1.
7
Gambar 01. Roda Deming dalam Manajemen Perguruan Tinggi Dari gambar 1, terlihat bahwa penerapan Roda Deming dalam manajemen Perguruan Tinggi terdiri dari empat komponen utama, yaitu : riset pasar tenaga kerja, desain proses pendidikan yang dinamis dan berorientasi pasar, operasional proses belajarmengajar yang terkontrol, dan bertanggung jawab menyerahkan tepat waktu lulusan yang adaptif, kompetitif dan berkualitas baik, agar mampu berkompetisi dalam persaingan global yang sudah dimulai sejak 2003. Dalam konsep manajemen kualitas modern, kualitas suatu perguruan tinggi tidak cukup hanya ditentukan oleh kualitas sarana/prasarana atau reputasi institusional. Kualitas pendidikan adalah suatu standar minimum yang harus dipenuhi agar mampu memuaskan pengguna lulusan, serta harus terus-menerus ditingkatkan sejalan dengan peningkatan tuntutan pasar tenaga kerja. Dalam kaitan dengan hal ini, Spanbauer (1992) menekankan perlunya manajemen perguruan tinggi mengadopsi paradigma baru tentang manajemen mutu modern. Aktivitas peningkatan skill mahasiswa melalui proses pembelajaran di laboratorium terdiri atas tiga subaktivitas dengan tujuan masing masing kegiatan adalah sebagai berikut:
8
1. Peningkatan skill dosen yang mendukung pembelajaran praktikum, tujuan dari peningkatan skill dosen adalah untuk selalu mengikuti perkembangan teknologi CCIT yang berkembang pesat. 2. Peningkatan metode pembelajaran praktikum yang mengarah ke Student Center Learning (SCL), tujuan dari metode ini adalah untuk mengembangkan kreativitas dan inovasi. 3. Peningkatan kegiatan praktikum mahasiswa, bertujuan memberikan bekal ketrampilan yang diperlukan lulusan untuk mengantisipasi situasi dunia kerja yang semakin kompetitif. 4. Peningkatan sarana peralatan pendukung proses pembelajaran, bertujuan untuk selalu mengikuti perkembangan peralatan teknologi CCIT. Sistem CCIT (Creative Communication and Innovative Technology) Sistem pembelajaran pada CCIT lebih mengedepankan kepada pentingnya kesadaran individu mahasiswa untuk memperkaya diri dalam ranah knowledge, skill dan attitude. Sistem pembelajaran CCIT menganut kepada pengembangan kreativitas dan inovasi dari mahasiswa, CCIT memiliki potensi untuk mendorong mahasiswa belajar lebih aktif, mandiri, sesuai dengan irama belajarnya masing-masing, sesuai dengan kemampuan diri masing-masing, irama belajar mahasiswa tersebut perlu dipandu agar terus dinamis dan mempunyai tingkat kompetensi yang tinggi, yaitu dengan bantuan metode pendekatan perkuliahan CBJ (CCIT Based Project). Sebelum masuk pada inti perkuliahan CCIT, sebagai prasyarat harus mengikuti Independent Study (IS). Tujuan dari IS CCIT ini adalah untuk menumbuh kembangkan kemampuan dari seorang mahasiswa dalam menggali potensi diri, baik untuk meneliti, skill maupun pengetahuan. IS CCIT bersifat proyek, di mana telah ditentukan terlebih dahulu beberapa topik yang akan diteliti, dieksplorasi, dan dicarikan pemecahannya dengan bimbingan dosen. Untuk meningkatkan kemampuan kerja kelompok seperti yang diungkap oleh Gasperz (2003), maka IS CCIT membagi kelompok mahasiswa dalam mengambil topik tersebut. Pembagian kelompok ini dimaksudkan untuk meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam bekerja secara berkelompok. Dalam segi konsultasi
9
dengan dosen dan komunikasi antar mahasiswa maka IS CCIT mewajibkan mahasiswa untuk mempunyai WEB personal, pembuatan WEB ini dimaksudkan untuk meningkatkan kemampuan skill dan pengetahuan mahasiswa dalam bidang teknologi informasi. IS CCIT memberikan kebebasan kepada mahasiswa untuk menggali ilmu pengetahuan baik melalui internet, intranet maupun text book (di ruang REC Raharja Enrichment Center dengan internet yang terkoneksi penuh), konsep ini dilakukan untuk menumbuh kembangkan jiwa kreativitas dan inovasi mahasiswa. Kelanjutan dari IS CCIT adalah CCIT Introduction dan CCIT, teknologi CCIT mengedepankan konsep kreativitas dan inovasi, sedangkan isi dari CCIT adalah sebagai berikut : a. IS CCIT, pemahaman dalam control devices melalui handphone atau PDA dengan teknologi J2ME. b. CCIT introduction, mendalami tentang embedded system terutama embedded IP, melakukan pengontrolan devices melalui IP. c. CCIT, diarahkan untuk penguasaan networking baik cabling maupun wireless dengan vendor CISCO. 2.3
Peralatan pendukung pembelarajaran Vs Teknologi IT Teknologi jaringan sedang berkembang sangat pesat mulai dari teknologi berbasis
kabel sampai kepada jaringan berbasis nirkabel (wireless). Salah satu teknologi tersebut adalah WiFi yang sedang berkembang ke Wimax, namun ada suatu pertanyaan bahwa ”apakah teknologi jaringan yang diberikan di kampus sudah membahas secara komprehensip WiFi atau Wimax ?”. Teknologi WiFi, Voip maupun peralatan lainnya yang berbasis IP sudah banyak beredar di pasaran. Namun ilmu-ilmu ini sangat jarang diberikan kepada mahasiswa, tidak diberikannya ilmu-ilmu yang sedang maju ini dimungkinkan ketidak pekaan kurikulum yang dibuat terhadap kemajuan teknologi IT yang begitu pesat. Ketidak pekaan kurikulum dimungkinkan oleh tidak terjalin dengan baik antara institusi pendididkan dengan dunia industri terutama dalam bidang IT. Perkembangan teknologi IT begitu pesat , tidak dalam hitungan waktu namun dalam hitungan bulan sudah muncul
10
teknologi-teknologi baru. Untuk itu diperlukan suatu peralatan pendukung pembelajaran yang dapat menjawab tantangan ini. Bukti lainnya bahwa, tidak ada dalam kuliah/praktikum yang menerangkan tentang cara penggunaan Linux baik yang sederhana maupun untuk server, apalagi teknik hacking untuk melakukan serangan pada server di jaringan komputer maupun teknikteknik untuk bertahan mengamankan server di jaringan. Jelas teknik-teknik seperti WiFi, Wimax, Voip, penggunaan Linux adalah teknologi terkini yang sulit didapatkan dibangku kuliah. Padahal semua materi tersebut sebetulnya terbuka lebar di Internet bagi mereka yang suka membaca berbagai informasi tentang WiFi, VoIP, Linux dan hacking di Internet. Kekurangan dari kurikulum yang banyak berjalan di Perguruan Tinggi pada kenyataanya tidak menyentuh/kurang menyentuh kebutuhan stakeholder, dan terdapat gap yang lebar antara kompetensi yang dibutuhkan oleh industri dengan kompetensi dari outcome lulusan Perguruan Tinggi. Sebagian mahasiswa barangkali berpikir mereka merasa dirugikan bahwa telah membayar mahal uang sekolah, tapi tidak memperoleh ilmu yang bermanfaat untuk terjun ke dunia kerja setelah lulus. Yang menjadi pertanyaan bahwa perlu memikirkan kembali sebetulnya apa yang manjadi tujuan dari pendidikan yang diberikan kepada para peserta didik. Menjadi suatu pertanyaan besar apakah teoriteori yang diberikan cukup untuk bekal mahasiswa pada saat terjun ke dunia kerja. Untuk itu perlu dibenahi dari segi kurikulum beserta infrastruktur peralatan pendukung pembelajaran (laboratorium) yang mendukung ilmu-ilmu terkini dapat diberikan kepada mahasiswa. 2.4
Peralatan pendukung pembelajaran dan gaya kependidikan Mata kuliah berbobot tinggi kebanyakan diajarkan setelah semester lima (tingkat
tiga atau empat). Dalam interaksi belajar mengajar di kelas, ada beberapa fenomena menarik berhubungan pengetahuan mahasiswa dan kurikulum yang diajarkan. Ada tipe mahasiswa yang ketika diterangkan kesulitan menangkap beberapa konsep yang seharusnya sudah didapatkan pada semester sebelumnya. Fenomena ini terjadi dalam perguruan tinggi yang memotong (mengubah) beberapa kurikulum yang seharusnya diajarkan, karena tidak ada SDM pengajar (dosen). 11
Di lain pihak, ada fenomena lain di mana mahasiswa mengatakan mengenal beberapa konsep yang diberikan, hanya lupa nama mata kuliah yang mengajarkannya. Fenomena ini terjadi di perguruan tinggi yang memberikan matakuliah kepada mahasiswa berlebihan, dengan argumentasi bahwa supaya mahasiswa mendapat pengetahuan secara lengkap. Sering dosen mengajar bukan pada bidang yang dikuasai, hal itu terpaksa dilakukan oleh perguruan tinggi untuk mengejar mata kuliah yang harus jalan. Dua-duanya ternyata membuat mahasiswa jadi tidak mengerti, yang satu bingung karena memang tidak pernah diajarkan, dan yang lain bingung karena terlalu banyak yang diajarkan, pada akhirnya kedua-duanya sama-sama tidak mengerti. Ada sebuah Universitas yang menerapkan gaya pendidikan yang ditempuh menganut konsep korelasi, berhubungan, saling mendukung dan terarah dari semester satu sampai akhir. Ketrampilan terhadap komputer dan bahasa pemrograman juga cukup dalam, karena ada kewajiban menguasai bahasa C, HTML, Unix, Linux, Shell, dsb yang bukan untuk ritualitas mata kuliah semata, tapi untuk bekal mahasiswa supaya bisa bertahan di jenjang semester berikutnya (belajar secara mandiri namun berupa tugas dari dosen). Paradigma dan bahasa pemrograman lain yang umum diberikan kepada mahasiswa ilmu komputer tetap diajarkan, dan diberikan untuk mahasiswa tingkat tiga (semester lima dan enam). Pemrograman berorientasi objek (Java), functional programming (LISP dan Scheme) diajarkan pada semester lima dan enam agar ilmunya bisa tersambung ketika mengikuti mata kuliah Kecerdasan Buatan (Artificial Intelligence) dan Rekayasa Perangkat Lunak (Software Engineering). Dengan sebelumnya menguasai bahasa prosedural seperti C, mahasiswa semakin tahu tentang pentingnya paradigma berorientasi objek ketika mendalami mata kuliah tentang pemrograman berorientasi objek. Korelasi mata kuliah ini nampak juga dari deretan gaya pengajaran, setelah mahir berbahasa C, mahasiswa diminta mempelajari Minix yang terbuat dari bahasa C (sistem operasi buatan Andrew S. Tanenbaum, yang menginspirasi Linus Torvald membuat Linux) pada mata kuliah Operating System (Sistem Operasi), membuat sendiri shell (dengan fungsi yang mendekati bash dan cshell) di atas sistem operasi yang sudah dikerjakan, dan diminta mendesain serta mengembangkan bahasa pemrograman sendiri di
12
mata kuliah Compiler Engineering (teknik kompilasi). Berurutan, berhubungan, tetap fokus dan mendalam, itu salah satu konsep desain kurikulum yang bagus untuk dijalankan. Rencana pengembangan karier ini semakin matang dan tertata ketika masuk ke tingkat empat, seluruh mahasiswa harus menjalani satu tahun terakhir di grup penelitian yang dipimpin oleh seorang professor. Penelitian dan thesis (tugas akhir) sifatnya wajib dilakukan, untuk memperdalam dan memahami implementasi riil dari bidang ilmu peminatan yang direncanakan dan dicita-citakan mahasiswa. Masing-masing professor dengan grup penelitian biasanya fokus di satu atau dua bidang ilmu peminatan, termasuk didalamnya penelitian yang dilakukan dan mata kuliah yang diajar. Untuk mendukung hal tersebut diperlukan suatu peralatan pendukung praktikum agar pemahaman setiap materi perkuliahan diperoleh secara komprehensif, ”The use of technology to support the learning process” [Edtech05]. 2.5
Perkembangan Teknologi IT Perkembangan teknologi terbaru sudah seharusnya dikenalkan di kampus.
Sebagai contohnya adalah pengembangan teknologi komunikasi pada jalur 2,4 GHz. Sebagian komunitas yang mempergunakan jalur frekuensi 144 MHz (megahertz) ini kemudian bermigrasi dan berevolusi ke jalur tanpa izin (unlicensed) yang dibuka untuk masyarakat dunia, yaitu jalur 2,4 GHz (gigahertz) atau 24.000 MHz. Terutama mereka yang berasal dari kalangan kampus maupun para eksekutif muda yang sudah akrab bergaul dengan produk-produk teknologi canggih. Komunitas baru pun tumbuh, terutama bagi mereka yang alergi dengan gaya-gaya breaker atau bahkan mereka yang tidak pernah berkomunikasi dengan radio sama sekali. Dengan membebaskan jalur 2,4 GHz untuk kepentingan umum, hal itu sepertinya telah memberi peluang baru seperti pada era keemasan radio 2 meteran. Awalnya memang hanya komunikasi tulisan dengan perangkat komputer kecil seperti notebook atau PDA (Personal Digital Assistant) saja, tetapi belakangan ini sudah ada yang menggunakan handset untuk berkomunikasi suara. Hal ini dimungkinkan karena berkembangnya teknologi VoIP (Voice over Internet Protocol). Teknologi VoIP
13
sendiri sebelumnya sempat membuat geger penyelenggara telekomunikasi yang tertinggal oleh pesatnya kemajuan teknologi telekomunikasi ini. Dengan jaringan WiFi sangat dimungkinkan untuk melakukan hubungan ala VoIP atau ada yang menyebut dengan VoIP over WiFi (VoWiFi). Berkomunikasi dengan mitranya di luar kota dengan biaya lokal atau bahkan gratis sama sekali melalui layanan WiFi di kafe. Bahkan sekarang sudah ada handset untuk melakukan hubungan telepon VoIP melalui jaringan WiFi, selain aplikasi telepon Push-to-Talk (PTT) melalui telepon VoIP. Pada jaringan telepon seluler produk handset PTT atau teknologinya juga disebut PTT over Celluler (PoC). Cara berkomunikasi dengan perangkat PTT atau PoC sama seperti berbicara mempergunakan pesawat handie talkie (HT) biasa. Pencet tombol saat berbicara atau Push-to-Talk dan pada saat yang bersamaan lawan bicara-bisa satu atau beberapamendengarkan. Termasuk telepon video yang bukan hanya suara, tetapi juga gambar dari lawan bicara, ini merupakan peningkatan penggunaan VoIP over WiFi. Kebanyakan perangkat yang dibuat masih untuk perangkat ponsel, termasuk istilahnya pun masih masing-masing.
Gambar 02. Komunikasi VoIP Komunikasi VoIP tidak bisa dihalangi lagi, dan komunikasi suara yang murah ini juga masih menjadi muatan yang dominan dalam telekomunikasi masa depan. Untuk
14
koneksi ke internet sudah tersedia free VoIP IP Services. Ada dua bagian infrastruktur free VoIP yaitu : (1) H.323 based VoIP merdeka at Root Gatekeeper 202.53.224.172 dan (2) SIP based VoIP Rakyat at http://www.voiprakyat.net [Purbo 2005]. Sistem ini menjadi murah jika digunakan untuk jarak yang jauh, antarkota, atau bahkan dengan luar negeri. Dengan PDA phone seseorang bisa bercengkerama melalui saluran WiFi maupun jaringan telepon seluler sesuai dengan operator yang dilanggani. Baik berkomunikasi dengan gambar video atau hanya tulisan (chatting) atau bahkan hanya berbicara saja layaknya
telepon
konvensional
atau
HT.
Ketika
bergerak,
seseorang
bisa
mempergunakan PDA sebagai sarana telepon seluler, dan pada saat diam dan berada di suatu tempat yang terdapat hotspot atau access point yang bisa diakses untuk menggunakan jaringan WiFi. Bahkan perusahaan-perusahaan besar sekarang menggunakan jaringan WiFi untuk memperluas jaringan kabel. Mereka menghubungkan titik akses nirkabel ke jaringan backbone mereka untuk menyediakan akses jaringan dan internet di ruang-ruang pertemuan, lobi, kantin, dan ruang-ruang umum lainnya. Tentu ini akan memberikan fleksibilitas yang sangat tinggi, selain juga biaya yang murah. Komunikasi telepon nirkabel bisa dilakukan melalui WiFi dan tidak perlu keluar melalui saluran telepon atau koneksi internet lainnya selama masih berada di dalam jangkauan gelombang radio WiFi. Sepertinya WiFi akan menyedot kue yang diperebutkan para operator seluler maupun operator telepon tetap. Namun, seperti Telkomsel, mereka justru membuka layanan WiFi bagi para pelanggannya yang mereka sebut Surfzone. Saat ini Telkomsel sedang mendemonstrasikan fasilitas WiFi mereka dan pada saat yang sama mereka juga memperkenalkan jaringan seluler berkecepatan tinggi atau Enhanced Data rate GSM Evolution (EDGE) dengan kecepatan sampai 128 kbps. Pemilik handset seperti Nokia 9500 Communicator bisa langsung mencoba dua layanan yang sedang didemonstrasikan ini. Tak banyak PDA yang dirancang untuk memiliki dua fasilitas berkecepatan tinggi tersebut. Seperti iPAQ h6365 dari Hewlett-Packard (HP) bisa akses WiFi, tetapi tidak bisa EDGE, kecuali saluran GPRS kelas 10. Sama halnya dengan O2Xda Iis yang bisa WiFi, tetapi fasilitas seluler hanya GPRS. Adapun Treo 650 bisa untuk EDGE, tetapi tanpa WiFi. Semula WiFi atau Wireless Fidelity yang bekerja 15
pada frekuensi 2,4 GHz dan 5,8 GHz ini lebih berfungsi bagi para pengguna notebook atau PDA untuk mengakses internet tanpa kabel. Terutama bagi mereka yang sedang bepergian, seperti di bandara, hotel-hotel besar, kafe-kafe, maupun mal-mal. Dalam dunia industri WiFi dikenal dengan teknologi komunikasi wireless LAN (WLAN) yang berhubungan dengan standar jaringan nirkabel Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11. Dengan standar 802.11b mampu menyalurkan 11 megabit per detik (mbps) dan 54 mbps untuk standar 802.11a dan untuk jarak yang lebih jauh digunakan standar 802.11g. WLAN menyelenggarakan komunikasi jaringan nirkabel pada jarak pendek (terbatas) dengan daya yang rendah. Dengan daya yang dibatasi sehingga hanya bisa menjangkau sekitar radius 100 meter saja, dengan demikian akan mudah terhalang tembok maupun benda-benda penyekat lain.
Gambar 03. WiFi hotspot Walaupun untuk kondisi seperti di Indonesia ada yang menggunakan booster untuk memperluas jangkauan, terutama untuk kegiatan luar ruang, atau juga melewatkan pada kabel listrik yang sebagai antena untuk menembus tembok beton. Seperti halnya sebuah teknologi nirkabel seluler, WiFi memungkinkan perangkat seperti PDA phone ataupun notebook menjelajah internet, selain berhubungan langsung antarmereka point-
16
to-point. Termasuk antargedung atau antarkawasan dari sebuah perusahaan atau kampus yang sama. Meskipun daya yang dipergunakan kecil, WiFi mampu membawa informasi ribuan kali lebih besar daripada radio komunikasi konvensional yang pita frekuensinya sangat sempit. Karena itu, tidak heran apabila teknologi WiFi kemudian berkembang untuk aplikasi VoIP dalam komunikasi suara. Sebelumnya kalangan kampus menggunakan radio komunikasi, termasuk jalur 2 meter, untuk berkomunikasi dengan tulisan (e-mail). Sekalipun hanya sedikit informasi yang bisa dialirkan ataupun diterima, hal itu sudah sangat membantu sebelum akhirnya jalur 2,4 GHz dibuka. Tentu saja, karena kalangan kampus bisa bermigrasi ke jalur gelombang mikro itu tanpa harus takut dikatakan melanggar hukum tentang pemanfaatan frekuensi. Apalagi semakin banyak peralatan yang dijual untuk pita frekuensi itu dan WiFi tumbuh bak jamur di musim hujan. Suatu teknologi agar dapat diadopsi secara luas oleh masyarakat maka memerlukan harga yang murah serta instalasi yang mudah. Penggunaan jaringan WiFi untuk masyarakat tidak membutuhkan biaya yang besar, sehingga WiFi cocok digunakan untuk community development. Beberapa keuntungan menggunakan WiFi : Pertama, tidak membutuhkan investasi awal untuk frekuensi. Kedua, pembuatan Access Point (AP) dapat dilakukan sendiri, misalnya dengan menggunakan antena WiFi dari kaleng [Purbo 2002]. Sehingga tidak perlu membeli perangkat pabrikan yang dapat dipastikan berharga mahal. Ketiga, jaringan WiFi mudah untuk disetup sendiri, bahkan pada saat ini sudah ada free ware yang dapat digunakan untuk membangun jaringan WiFi [Fleisman 2005]. “Di Jakarta ini sudah banyak sekali termasuk mereka yang menggunakan untuk point-topoint,”. Sebut saja kawasan Jalan Thamrin, komunitas WiFi dikatakan sudah begitu padat, bahkan apabila dipindai akan terlihat betapa banyaknya aktivitas di jalur 2,4 GHz. Solusi yang boleh dikatakan murah ini merebak di kampus-kampus kota besar. Mereka bukan hanya tidak direpotkan mencari koneksi ke jaringan telepon, tetapi juga unsur tidak perlu membayar inilah yang sebenarnya menarik. Sepertinya mereka
17
mendapatkan jalan keluar yang tepat daripada menjelajah internet melalui telepon kabel biasa. Belum lagi masalah lambatnya akses melalui telepon karena terlalu banyak pemakai, sedangkan jaringan sudah jenuh. Selain akses ke jaringan LAN, maka jika pihak kampus menyediakan saluran ke internet, hal itu akan memungkinkan mahasiswa untuk menjelajah internet. Banyak bahan studi yang bisa dicari di internet, selain mereka juga membangun komunitas e-mail (mailing list), berkomunikasi dengan pihak luar. Untuk hubungan WLAN ke internet bisa digunakan jalur apa saja, pakai broadband, jalur telepon biasa, ataupun serat optik. Banyak kegiatan kampus yang bisa diinformasikan melalui jaringan nirkabel ini, apalagi jika tersambung ke jalur internet. Apakah itu radio komunitas kampus yang selama ini menggunakan jalur frekuensi FM yang belakangan banyak ditertibkan, juga aktivitas televisi kampus bisa lebih dihidupkan melalui jaringan internet. 2.6 Protokol TCP/IP Starter Kit 2.6.1 Protokol Protokol adalah sebuah aturan yang mendefinisikan beberapa fungsi yang ada dalam sebuah jaringan komputer, misalnya mengirim pesan, data, informasi dan fungsi lain yang harus dipenuhi oleh sisi pengirim dan sisi penerima agar komunikasi dapat berlangsung dengan benar, walaupun sistem yang ada dalam jaringan tersebut berbeda sama sekali. Protokol ini mengurusi perbedaan format data pada kedua sistem hingga pada masalah koneksi listrik.Standar protokol yang terkenal yaitu OSI (Open System Interconnecting) yang ditentukan oleh ISO (International Standart Organization). a. Fungsi Protokol Secara umum fungsi dari protokol adalah untuk menghubungkan sisi pengirim dan sisi penerima dalam berkomunikasi serta dalam bertukar informasi agar dapat berjalan dengan baik dan benar. Sedangkan fungsi protokol secara detail dapat dijelaskan berikut:
18
•
Fragmentasi dan reassembly
Fungsi dari fragmentasi dan reasembly adalah membagi (fragmentasi) informasi yang dikirim menjadi beberapa paket data pada saat sisi pengirim mengirimkan informasi dan setelah diterima maka sisi penerima akan menggabungkan (reasembly) lagi menjadi paket informasi yang lengkap. •
Encaptulation
Fungsi dari encaptulation adalah melengkapi informasi yang dikirimkan dengan address, kode-kode koreksi dan lain-lain. •
Connection control
Fungsi dari Connection control adalah membangun hubungan (connection) komunikasi dari sisi pengirim dan sisi penerima, dimana dalam membangun hubungan ini juga termasuk dalam hal pengiriman data dan mengakhiri hubungan. •
Flow control
Berfungsi sebagai pengatur perjalanan data dari sisi pengirim ke sisi penerima. •
Error control
Dalam pengiriman data tak lepas dari kesalahan, baik itu dalam proses pengiriman maupun pada waktu data itu diterima. Fungsi dari error control adalah mengontrol terjadinya kesalahan yang terjadi pada waktu data dikirimkan. •
Transmission service
Fungsi dari transmission service adalah memberi pelayanan komunikasi data khususnya yang berkaitan dengan prioritas dan keamanan serta perlindungan data. b. Standarisasi Protokol (ISO 7498)
19
ISO (International Standard Organization) mengajukan struktur dan fungsi protocol komunikasi data. Model tersebut dikenal sebagai OSI (Open System Interconnection) Reference Model. Terdiri atas 7 layer (lapisan) yang mendefinisikan fungsi. Untuk tiap layernya dapat terdiri atas sejumlah protocol yang berbeda, masing-masing menyediakan pelayanan yang sesuai dengan fungsi layer tersebut. 1. Application Layer : interface antara aplikasi yang dihadapi user and resource jaringan yang diakses. Kelompok aplikasi dengan jaringan: · File transfer dan metode akses · Pertukaran job dan manipulasi · Pertukaran pesan 2.Presentation Layer : rutin standard me-presentasi-kan data. · Negosiasi sintaksis untuk transfer · Transformasi representasi data 3. Session Layer : membagi presentasi data ke dalam babak-babak (sesi) · Kontrol dialog dan sinkronisasi · Hubungan antara aplikasi yang berkomunikasi 4. Transport Layer : · Transfer pesan (message) ujung-ke-ujung · Manajemen koneksi · Kontrol kesalahan · Fragmentasi · Kontrol aliran
20
5. Network Layer : Pengalamatan dan pengiriman paket data. · Routing · Pengalamatan secara lojik · setup dan clearing (pembentukan dan pemutusan) 6. Data-link Layer : pengiriman data melintasi jaringan fisik. · Penyusunan frame · Transparansi data · Kontrol kesalahan (error-detection) · Kontrol aliran (flow) 7. Physical Layer : karakteristik perangkat keras yang mentransmisikan sinyal data.
2.6.2
TCP/IP Starter Kit TCP/IP Starter Kit merupakan suatu sarana pengembangan TCP/IP berbasis
modul jaringan NM7010A yang berfungsi sebagai sarana komunikasi antara mikrokontroler dengan jaringan internet atau ethernet tanpa memerlukan bantuan komputer. TCP/IP Starter Kit ini dapat digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang membutuhkan
komunikasi
dengan
jaringan
internet
atau
ethernet.Teknologi
nirkabel/wireless adalah salah satu pilihan yang tepat untuk menggantikan teknolgi jaringan yang terdiri dari banyak kabel dan sebuah solusi akibat jarak antar jaringan yang tidak mungkin dihubungkan melalui kabel.
21
2.6.2.1 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) TCP/IP (singkatan dari Transmission Control Protocol/Internet Protocol) adalah standar komunikasi data yang digunakan oleh komunitas internet dalam proses tukarmenukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan Internet. Protokol TCP/IP dikembangkan pada akhir dekade 1970-an hingga awal 1980-an sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer-komputer dan jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN). TCP/IP merupakan sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independen terhadap mekanisme transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat digunakan di mana saja. Protokol ini menggunakan skema pengalamatan yang sederhana yang disebut sebagai alamat IP (IP Address) yang mengizinkan hingga beberapa ratus juta komputer untuk dapat saling berhubungan satu sama lainnya di Internet. Protokol ini juga bersifat routable yang berarti protokol ini cocok untuk menghubungkan sistem-sistem berbeda (seperti Microsoft Windows dan keluarga UNIX) untuk membentuk jaringan yang heterogen. Protokol TCP/IP selalu berevolusi seiring dengan waktu, mengingat semakin banyaknya kebutuhan terhadap jaringan komputer dan Internet. Pengembangan ini dilakukan oleh beberapa badan, seperti halnya Internet Society (ISOC), Internet Architecture Board (IAB), dan Internet Engineering Task Force (IETF). Macam-macam protokol yang berjalan di atas TCP/IP, skema pengalamatan, dan konsep TCP/IP didefinisikan dalam dokumen yang disebut sebagai Request for Comments (RFC) yang dikeluarkan oleh IETF. Protokol TCP/IP terdiri dari 4 layer yaitu: aplikasi, transport, internet dan network interfacephysical.Protokol TCP/IP dibangun mengikuti model referensi OSI (open system
22
interconnect), adapun perbandingan model referensi OSI dengan implementasi TCP/IP digambarkan dalam bagan berikut:
TCP/IP Aplication
Transport
Internet
Network
Interface
physical
Gambar 04. Perbandingan model OSI dengan implementasi TCP/IP (http://www.geocities.com/indoprog/tutorial/linux/osi.html)
Protokol TCP pada layer transport dan protokol IP pada layer network menjadi tulang punggung komunikasi data pada protokol TCP/IP.TCP merupakan protokol yang handal dan bertanggung jawab untuk mengirimkan aliran data ke tujuannya secara handal dan berurutan. Untuk memastikan diterimanya data, TCP menggunakan nomor urutan segmen dan acknowlegement (jawaban). TCP merupakan connection-oriented, yang berarti bahwa kedua komputer yang ikut serta dalam pertukaran data harus melakukan hubungan terlebih dulu sebelum pertukaran data atau informasi berlangsung. Selain itu,TCP juga bertanggung jawab untuk menyakinkan bahwa data atau informasi 23
tersebut sampai ke tujuan, memeriksa kesalahan dan mengirimkan error ke lapisan atas hanya bila TCP tidak berhasil melakukan hubungan (hal inilah yg membuat TCP sukar untuk dikelabuhi). Jika isi data tersebut terlalu besar untuk satu datagram , TCP akan membaginya kedalam beberapa datagram .TCP juga disebut sebagai dasar dari koneksi untuk melakukan komunikasi pada jaringan. IP mengatur pengalamatan pada komputer sehingga dapat diidentifikasikan. IP juga bertanggung jawab setelah hubungan berlangsung, tugasnya adalah untuk meroute data packet didalam network. IP hanya bertugas sebagai kurir dari TCP dalam penyampaian datagram dan tidak bertanggung jawab jika data tersebut tidak sampai dengan utuh (hal ini disebabkan IP tidak memiliki informasi mengenai isi data yg dikirimkan) maka IP akan mengirimkan pesan kesalahan ICMP. Jika hal ini terjadi maka IP hanya akan memberikan pesan kesalahan (error message) kembali ke sumber data. Karena IP hanya mengirimkan data tanpa mengetahui mana data yg akan disusun berikutnya menyebabkan IP mudah untuk dimodifikasi daerah sumber dan tujuan datagram. Hal inilah penyebab banyak paket hilang sebelum sampai kembali ke sumber awalnya. (jelas ,umber dan tujuannya sudah dimodifikasi) .
1. Beberapa istilah dalam TCP/IP Telnet Program ini menyediakan fasilitas remote login. Pengguna di mesin lain dapat login ke msin lainnya. 2. File Transfer Protocol Digunakan untuk memindahkan file ke sistem lain. 3. Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
24
Digunakan untuk mengirim e-mail. Transparant ke pengguna dapat mengirim ke berbagai mesin. 4. Kerberos Digunakan untuk protokol keamanan, menggunakan perangkat khusus yang dinamakan authentication server,yang menguji validitas password. Termasuk yang teraman. 5. Domain Name Server (DNS) Mengkonversi dari suatu nama menjadi suatu address network yang khusus. Menyediakan fasilitas konversi dari nama local ke alamat fisik yang unik. 6. Abstact Syntac Notation Bahasa formal yang digunakan untuk mendefisniskan standard. 7. Simple Network Management Protocol (SNMP) Menggunakan
Datagram
Protocol
(UDP),
sebagai
mekanisme
transport.
Menyediakan informasi tentang suatu perangkat di jaringan. 8. Network File Server (NFS) Suatu protokol dikembangkan oleh Sun Microsystem, yang memungkinkan user secara transparan dapat mengakses direktori di mesin-mesin lainnya. Distributed file system. 9. Remote Procedure Call (RPC) Suatu fungsi yang memperbolehkan aplikasi berkomunikasi dengan mesin lainya. Menyediakan fungsi pemrograman, return code, dan variable terdefinisi untuk menunjang distributed computing. 10. Trivial File Transfer Protocol (TFTP)
25
Sederhana, tidak terlalu canggih, digunakan untuk mentransfer file. Tidak terlalu aman dan menggunakan UDP. 11. Tranmission Control Protocol (TCP) Suatu protokol komunikasi yang menyediakan transfer data secara handal. Protokol ini bertanggung jawab merakit data yang lewat dari higher layer application ke paket standar dan menjamin data ditransfer secara benar. 12. User Datagram Protocol (UDP) Suatu protokol yang connectionless-oriented, berarti tidak menyediakan transmisi ulang dari datagram. Tidak terlalu handal, tetapi memiliki kegunaan tertentu. 13. Internet Protocol (IP) Bertanggung jawab mengirim paket data yang dirakit oleh TCP atau UDP ke jaringan. Menggunakan addres unik untuk setiap perangkat pada jaringan untuk menentukan routing dan tujuan. 14. Internet Comtrol Message Protocol (ICMP) Bertanggung jawab untuk menguji dan menghasilkan message tentang status perangkat di jaringan. Dapat digunakan untuk menginformasikan, bahwa suatu mesin rusak. ICMP dan IP biasanya bekerja sama.
2.7.
Mikrokontroler
2.7.1. Pengertian mikrokontroler ”Mikrokontroler
adalah
pengembangan
dari
mikroprosesor
untuk
keperluan instrumentasi sederhana, yang merupakan salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer main frame, mikrokontroler dibangun 26
dari elemen-elemen dasar yang sama secara sederhana, komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang di terima dari program yang akan dikerjakan, seperti umumnya komputer.” Seiring dengan perkembangan zaman mikrokontroler dewasa ini sangat dikenali oleh masyarakat, banyak orang yang mempelajarinya dan menguasainya. Mikrokontroler datang dengan dua alasan utama, yang pertama adalah kebutuhan pasar (market need) dan yang kedua adalah perkembangan teknologi baru. 2.7.2. Aplikasi Mikrokontroler Karena kemampuannya yang tinggi, bentuknya yang kecil, konsumsi dayanya yang rendah,dan harga yang murah maka mikrokontroler begitu banyak digunakan didunia. Mikrokontroler digunakan mulai dari mainan anak-anak, perangkat elektronik rumah tangga, perangkat pendukung otomotif, peralatan industri, peralatan telekomunikasi, peralatan medis dan kedokteran, sampai dengan pengendali jam digital, robot serta persenjataan militer. Terdapat beberapa keunggulan yang dapat diharapkan dari alat-alat yang berbasis dengan mikrokontroler (mikrokontroler-based solutions) : 1.
Kehandalan tinggi (high realibility) dan kemudahan integrasi dengan komponen lain (high degree of integration).
2.
Ukuran yang dapat semakin diperkecil (reduce in size).
3.
Penggunaan komponen lebih sederhana (reduce component count) yang akan menyebabkan biaya produksi dapat semakin ditekan (lower manufacturing cost) .
27
4.
Waktu pembuatan lebih singkat (shorter development time) sehingga lebih cepat pula dijual kepasar sesuai kebutuhan (shorter time to market).
5.
Konsumsi daya yang rendah (lower power consumption).
2.7.3. Penjelasan Fungsi Pin Mikrokontroler AVR IC mikrokontroler AVR dapat dikemas (packaging) dalam bentuk yang berbedabeda. Namun pada dasarnya fungsi kaki yang ada pada IC memiliki persamaan. Gambar salah satu bentuk bentuk IC seri mikrokontroler AVR dapat dilihat pada halaman berikut.
Gambar 05. Konfigurasi kaki Mikrokontroler AVR AT90S8535 PDIP 40 pin (Lukman Rosyidi, Modul Training Mikrokontroler 8051 Motor Control, cetakan ke1, Desember 2003. Hal: 7) Berikut adalah penjelasan fungsi tiap kaki yang biasa ada pada seri mikrokontroler AVR.
28
A. Port A Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up ( dapat diatur per bit). Output buffer Port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A (DDRA) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin mengfungsikan pin-pin port A yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Tabel 02. Fungsi-fungsi dari Port A (Kurnia Rosidi, Desain Alat Penghitung dan Penjumlah Nilai Nominal Mata Uang Kertas Secara Otomatis 2007: 8)
B. Port B Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya terdapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port B dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin mengfungsikan pin-pin port
B yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai
29
output. Pin-pin port B juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut. Tabel 03. Fungsi-fungsi Alternatif Port B ( Prasimax Mikron Technology Development Center : 8)
C. Port C Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port C dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus di setting terlebih dahulu sebelum port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin mengfungsikan pin-pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi satu jika sebagai output. Selain itu, dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki fungsi alternatif sebagai oscillator untuk timer/counter 2. Tabel 0.4. Fungsi – fungsi dari Port C (Kurnia Rosidi, Desain Alat Penghitung dan Penjumlah Nilai Nominal Mata Uang Kertas Secara Otomatis 2007: 9)
30
D. Port D Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur perbit). Output buffer Port D dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port D (DDRD) harus di setting terlebih dahulu sebelum port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin mengfungsikan pin-pin port
yang bersesuaian sebagai input, atau diisi satu jika sebagai
output. Selain itu, Pin-pin port D juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat di lihat dalam tabel berikut.
Tabel 0.5 Fungsi-fungsi alternatif Port D (Lukman Rosyidi, Modul Training Mikrokontroler 8051 Motor Control, cetakan ke1, Desember 2003. Hal: 9)
31
E. RESET RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberikan masukan low selama minimal 2 machine cycle maka sistem akan di-reset. F. XTAL1 XTAL1 adalah masukan ke Inverting Oscilator Amplifier. Frekwensi kerja dari mikrokontroler AVR tergantung dari besarnya frekwensi kristal yang dipakai yang dipasang pada kaki XTAL1. Selain itu dapat juga dipakai sumber clock eksternal G. XTAL2 XTAL2 adalah masukan ke Inverting Oscilator Amplifier . Frekwensi kerja dari mikrokontroler AVR tergantung dari besarnya frekwensi kristal yang dipakai yang dipasang pada kaki XTAL2. XTAL2 hanya bisa sebagai sumber clock internal. H. Avcc Avcc
adalah
kaki
masukan
tegangan
bagi
A/D
conveter.
Untuk
operasionalisasi ADC, suatu level tegangan antara agnd dan Avcc harus diberikan ke kaki ini. I. AREF AREF adalah kaki masukan referensi bagi A/D Conveter. Untuk Operasional ADC, Suatu tegangan antara AGND dan Avcc harus di berikan ke kaki ini. J. AGND Adalah kaki untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND, kecuali jika board memiliki analog ground yang terpisah.
32
2.8.
CodeVision AVR “CodeVisionAVR merupakan software C-cross compiler, dimana program dapat
ditulis menggunakan bahasa-C. Dengan menggunakan pemrograman bahasa-C diharapkan waktu disain (developing time) akan menjadi lebih singkat. Setelah program dalam bahasa-C ditulis dan dilakukan kompilasi tidak terdapat kesalahan (error) maka proses download dapat dilakukan. Mikrokontroler AVR mendukung sistem download secara ISP (In-System Programming)”.
Gambar Tampilan CodeVisionAVR adalah sebagai berikut :
Gambar 06. Tampilan CodeVisionAVR ( Prasimax Mikron Technology Development Center)
Untuk memulai bekerja dengan CodeVisionAVR pilih pada menu File -> New. Maka akan muncul kotak dialog sebagai berikut :
33
Gambar 07. Kotak dialog pilihan file baru ( Prasimax Mikron Technology Development Center)
Pilih Project kemudian tekan OK, maka akan muncul kotak dialog berikut.
Gambar 08. Kotak dialog konfirmasi file baru ( Prasimax Mikron Technology Development Center)
Pilih Yes untuk menggunakan CodeWizardAVR. CodeWizardAVR digunakan untuk membantu dalam men-generate program, terutama dalam konfigurasi chip mikrokontroler, baik itu konfigurasi Port, Timer, penggunaan fasilitas-fasilitas seperti LCD, interrupt, dan sebagainya.CodeWizardAVR ini sangat membantu programmer untuk setting chip sesuai keinginan. Berikut ini tampilan CodeWizardAVR untuk setting Chip dan Port dari mikrokontroler.
34
Gambar 9. Tampilan CodeWizardAVR untuk setting Chip dan Port ( Prasimax Mikron Technology Development Center)
Untuk selanjutnya fasilitas-fasilitas lainnya dapat diseting sesuai kebutuhan dari pemrograman. Setelah selesai dengan CodeWizardAVR, selanjutnya pada menu File, pilih Generate, Save and Exit dan simpan pada direktori yang diinginkan.
Gambar 10. Tampilan pilihan menu untuk Save Setting ( Prasimax Mikron Technology Development Center)
35
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1
Tujuan Penelitian Sehubungan dengan permasalahan di atas, maka tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah: 1. Mendapatkan satu perancangan peralatan pendukung proses pembelajaran berbasis CCIT 2. Membuat prototype peralatan laboratorium dasar untuk penguasaan teknologi CCIT
3.2
Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini diharapkan memberikan kontribusi yang besar dalam penguasaan teknologi CCIT, sehingga dosen sebagai pengajar dan mahasiswa peserta didik dapat dengan mudah menguasai teknologi CCIT, manfaat tersebut dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Memudahkan dosen dalam memberikan materi teknologi CCIT, karena sudah tersedianya prototype praktikum CCIT. 2. Pembelajaran dapat dilakukan interaktif antara materi teori CCIT dengan praktikum CCIT (dapat dilakukan demo secara langsung mengenai teknologi CCIT). 3. Meningkatkan minat penelitian lanjutan, karena teknologi berbasis CCIT ini merupakan ilmu yang relatif baru. Teknologi CCIT merupakan pemahaman yang komprehensif antara penguasaan mikrokontroler dengan embedded internet protocol. 4. Menghasilkan sebuah artikel ilmiah yang memberikan informasi serta kajian tentang bagaimana komunikasi I2C antara mikrokontroler dengan embedded IP yang merupakan basis teknologi CCIT.
36
BAB IV METODE PENELITIAN
Untuk mendesain peralatan pendukung proses pembelajaran berbasis CCIT, dilakukan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Studi pustaka/internet searching tentang peralatan pendukung teknologi CCIT yang fokus kepada mengembangkan “Embedded IP“, diperlukan sebuah CPU atau chip yang berfungsi sebagai otak dari sistemnya. CPU ini bisa menggunakan mikroprosesor, mikrokontroler, atau gabungan antar keduanya. Berbagai vendor telah tersedia di pasaran seperti : Atmel, Microchip, NI(National Instruments), Intel dan masih banyak lainnya.
Gambar 11. Modul Wiznet Embedded IP 2. Cross compiler, setelah tersedianya peralatan pendukung embedded IP langkah berikutnya adalah
menuliskan dan meng-compile program. Cross compiler
merupakan compiler yang dapat berjalan pada satu jenis komputer dan dapat menerjemahkan pada berbagai jenis komputer yang berbeda.
37
3. Cross develoment tools, setelah program di compile berikutnya diuji dengan simulator atau emulator. Hasil dari pengujian ini di masukan ke dalam memori 8 bit microcontroller. Simulator merupakan sebuah program perangkat lunak yang akan menjalankan sebuah rancangan program untuk satu buah jenis devices, simulator akan memperlihatkan hasil sebuah program yang akan mengendalikan suatu devices. Emulator merupakan sebuah perangkat keras seperti sebuah target machine, paket emulator biasanya disertakan display program untuk menguji register dan lokasi memori. Adapun tahapan-tahapan dalam pengembangan desain peralatan pendukung proses pembelajaran berbasis CCIT adalah : a. Membuat spesifikasi masalah b. Pemilihan peralatan atau chip microcomputer c. Perancangan perangkat lunak d. Perancangan peralatan e. Melakukan coding f. Proses pengujian dan diakhiri dengan pengintegrasian antara software dan hardware
38
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1
Diagram Blok Sistem CCIT Untuk memahami sistem CCIT yang salah satunya penguasaan embedded IP (Internet Protocol), maka dirancang sebuah prototype yang akan dipergunakan pada perkuliahan CCIT. Untuk itu disimulasikan sebagai output dari sistem berupa kipas angin dan LED (light emitting dioda). Membangun sebuah sistem yang bertujuan untuk mengontrol kipas angin memang suatu hal yang lumrah di zaman sekarang ini, tetapi dalam hal ini kontrolnya adalah mikrokontroler AVR. Pemasangan dan instalasi untuk alat kontrol lebih mudah dan dapat memberikan banyak
efesiensi. Sistem yang dirancang ini dapat diaplikasikan pada suatu
ruangan. Sistem ini berkerja dengan memanfaatkan port-port yang terdapat di mikrokontroler AVR sebagai output. Program dikirim melalui starter kit NM7010 dengan Software Downloader Code Vision AVR dengan bahasa pemrograman C yang kemudian diterima mikrokontroler AVR dan kemudian lewat rangkaian mikrokontroler AVR mampu mengontrol sebuah kipas angin yang di gunakan sebagai miniatur suhu ruangan, seperti yang terlihat dari gambar 3.1 di bawah ini. Beberapa perangkat keras yang digunakan pada sistem ini adalah komputer, starter kit, mikrokontroler AVR, catu daya, Rangkaian Driver, kipas angin DC, LED.
39
Gambar 12. Diagram Blok Sistem CCIT
5.2
Penjelasan Blok Sistem Setiap sub-sistem pada perancangan ini mempunyai fungsi dan tugas masing-masing yang saling berkaitan satu dengan lainnya, terdapat 5 blok subsistem yang akan dijelaskan berkaitan dengan sistem yang dibangun, diantaranya sebagai berikut : 1. Personal Komputer ( PC ) 2. Starter kit 3. Mikrokontroler AVR 4. Rangkaian Driver 5. Kipas DC 6. Lampu LED 7. Catu Daya
5.2.1
Mengintegrasikan Komputer PC dengan Starter Kit Software Basic Compiler merupakan C Compiler untuk mikrokontroler AVR. Pada CodeVision telah disediakan editor yang berfungsi untuk membuat
40
program dalam bahasa C, setelah melakukan proses kompilasi kita dapat mengisikan program yang telah dibuat ke dalam memori pada mikrokontroler menggunakan program yang telah disediakan oleh CodeVision AVR. Program yang didukung oleh CodeVision banyak sekali variasinya, antara lain: Kanda Sistem STK200+/300, Atmel STK500/AVRISP, Dontronics DT006, dan lain-lain. Agar de KITS AVR ISP Programmer Cable dapat diintegrasikan dengan CodeVision AVR, terlebih dahulu harus dilakukan konfigurasi sebagai berikut : -
Jalankan Software Code Vision AVR.
-
Pilih menu Setting → Programmer
-
Pilih tipe Programmer Kanda System STK200+/300.
-
Lalu klik tombol OK
Gambar 13. Tampilan Pilihan Programmer
41
Setelah CodeVision dikonfigurasi, uji de KITS AVR ISP Programmer Cable dengan cara menghubungkannya dengan target board dan ke PC melalui port LPT seperti gambar berikut ini
Gambar14. Koneksi Atmega 8535 Programmer Cable Adapun koneksi black housing ke header ISP pada target board disesuaikan dengan tata letak pin yang bersangkutan. Tata letak pin pada black housing de KITS AVR ISP Programmer Cable terdapat pada gambar 3.4. Karena black housing mempunyai bentuk simetris, maka satu-satunya tanda yang menjadi pedoman pemasangan adalah tanda segitiga pada salah satu sisi black housing di mana pin yang dekat dengan tanda tersebut adalah pin 2 yaitu VCC.
Gambar 15. Konfigurasi Pin Output Kabel Programmer
42
Untuk melakukan pengujian terhadap de KITS AVR ISP Programmer Cable, awali proyek baru dengan cara sebagai berikut:
-
Pasang AVR ISP Programmer Cable pada target board yang telah berisi mikrokontroler target.
-
Pilih menu Tools → Chip Programmer atau tekan Shift+F4
-
Pada jendela Chip programmer pilih menu Read → Chip Signature.
-
Apabila AVR ISP Programmer cable bekerja baik dan ID mikrokontroler tidak
rusak, maka tipe mikrokontroler target akan tampak seperti gambar
berikut.
Gambar16. Uji de KITS AVR ISP Programmer Cable dengan Read Chip Signature (Sumber : www.innovativeelectronics.com)
43
Apabila ID dari mikrokontroler rusak maka tipe yang muncul adalah “Chip: Unknown” Setelah melakukan pemeriksaan pada de KITS AVR ISP Programmer cable, hal selanjutnya adalah membuat proyek. Buka file test.prj menggunakan CodeVision AVR. Untuk memudahkan pemrograman, CodeVision harus dikonfigurasi terlebih dahulu sebagai berikut: -
Pilih menu Project → Configure
-
Pilih tab After Make, kemudian centang pada kotak dengan label Program the Chip.
-
Penjelasan lebih jelasnya terdapat gambar berikut ini.
-
Gambar 17. Pengaturan untuk Memudahkan Pemrograman (De Kitts , How to use de KITS AVR ISP Programmer Cable) (www.innovativeelectronics.com) Klik pada tombol OK.. Catatan: Proses ini hanya dapat dilakukan pada saat ada project yang telah
dibuat atau dibuka. Tekan Shift+F9, download ke target board dengan cara klik pada tombol Program. 44
5.2.2
Code Vision AVR Atmega 8535 CodeVision AVR merupakan software C-cross compiler, di mana program dapat ditulis menggunakan bahasa-C. Dengan menggunakan pemrograman bahasa-C diharapkan waktu disain (developing time) akan menjadi lebih singkat. Setelah program dalam bahasa-C ditulis dan dilakukan kompilasi tidak terdapat kesalahan (error) maka proses download dapat dilakukan. Mikrokontroler AVR mendukung sistem download secara ISP (In-System Programing).
5.2.3
Mikrokontroler AVR atmega8535
45
Gambar 18. Gambar Mikrokontroler AVR Atmega 8535 Mikrokontroler AVR merupakan salah satu jenis arsitektur mikrokontroler yang menjadi andalan atmel. Arsitektur ini dirancang memiliki berbagai kelebihan yang mempunyai penyempurnaan dari arsitektur mikrokontroler-mikrokontroler yang sudah ada. Salah satu kelebihan tersebut adalah kemampuan in system Programming sehingga chip mikrokontroler AVR langsung dapat diprogram dalam sistem rangkaian aplikasi melalui aturan tertentu. Selain itu AVR sudah menggunakan konsep arsitektur Harvard yang memisahkan memori dan bus untuk data dan program, serta sudah menerapkan single level pipeling, sehingga eksekusi instruksi dapat berlangsung sangat cepat dan efisien. Berikut adalah feature-feature mikrokontroler AVR Atmega 8535 1.
Memori flash 8 Kbytes untuk program
2.
Memori EEPROM 512 bytes untuk data
3.
Memori SRAM 512 bytes untuk data
4.
32 x 8-bit register serba guna
5.
1 buah timer/counter 16-bit dan 2 buah timer/counter 8-bit timer
6.
8 chanel Digital to analog Cerverter
7.
Komunikasi serial melalui USART
8.
Analog Komparator
9.
4 channel output PWM
10. Real time clock
46
Gambar 19. konfigurasi Pin AVR 8535 5.3
Penjelasan Kipas DC Motor berpengaturan jangkar adalah motor arus searah yang diberi tegangan arus searah yang terpisah dari tegangan terminal motor sehingga menghasilkan eksitasi medan tetap (If = konstan). Prinsip kerja motor arus searah yaitu, apabila suatu penghantar yang membawa arus listrik adalah kumparan rotor berada dalam medan magnet, maka akan timbul gaya gerak listrik yang sebanding dengan arus, kuat medan yang dilewati serta panjang belitan yang terlingkupi medan magnet. Motor memiliki konstruksi yang dirancang untuk menghasilkan gerak melingkar seperti terlihat pada gambar 3.9. dibawah ini, sehingga gaya yang dihasilkan relatif terhadap radius dari pusat, gaya ini disebut momen gaya atau torsi.
47
Gambar 20. Prinsip Dasar Motor Arus Searah Parameter-parameter motor arus searah pengaturan jangkar dengan model sebagai berikut : Ra
= Tahanan belitan jangkar, ohm
La
= Induktansi belitan jangkar, henry
ia(t)
= Arus kumparan jangkar, ampere
If
= Arus medan, ampere
ea(t)
= Tegangan yang dikenakan pada jangkar, volt
eb(t)
= Gaya gerak listrik balik, volt
%(t)
= Perpindahan sudut dari poros motor, radian
T(t)
= Torsi yang diberikan oleh motor, N-m
J
= Momen inersia ekivalen dari motor dan beban pada poros motor, kg- m2
Bm
= Koefisien gesekan dari motor dan beban pada poros motor, N- m/rad/det Sistem kontrol Loop tertutup. Sistem kontrol umpan balik seringkali
disebut sebagai sistem kontrol loop tertutup. Praktisnya istilah kontrol umpan balik dan kontrol tertutup dapat saling dipertukarkan penggunaannya. Pada sistem kontrol loop tertutup, sinyal kesalahan yang bekerja, yaitu perbedaan antara sinyal masukan dan sinyal umpan balik (yang mungkin sinyal keluarannya sendiri atau fungsi dari sinyal keluarannya dan turunannya), disajikan ke kontrol sedemikian rupa untuk mengurangi kesalahan dan membawa keluaran sistem ke nilai yang dikehendaki.
48
Istilah kontrol loop tertutup selalu berarti aksi kontrol umpan balik untuk mengurangi kesalahan sistem. Sistem kontrol Loop terbuka. Suatu sistem yang keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol disebut sistem kontrol loop terbuka. Dengan kata lain, sistem kontrol loop terbuka keluarannya tidak dapat digunakan sebagai perbandingan umpan balik dengan masukan. Suatu contoh sederhana adalah mesin cuci manual. Perendaman, pencucian dan pembilasan dalam mesin cuci dilakukan atas basis waktu. Mesin ini tidak mengukur sinyal keluaran.
5.4
LED LED adalah sebuah dioda semikonduktor yang dapat memancarkan cahaya spektrum frekuensi yang dapat dilihat, apabila diberi tegangan forward bias. Pabrik dapat membuat LED memancarkan warna merah, kuning, dan infra merah dengan menggunakan unsur-unsur seperti gallium, arsen, dan phosphor.
Anoda
Katoda
Gambar 21. Simbol LED
Keuntungan penggunaan LED dibandingkan lampu pijar yaitu tegangannya rendah (1 Sampai 2 volt), umurnya lebih panjang, dan mampu dioperasikan pada saklar elektronik yang nyala matinya cepat (nano detik). Agar LED tidak rusak dan
49
tahan lama, maka perlu dipasang resistor secara seri sebagai pembatas arus. Arus idealnya diperlukan untuk LED berkisar antara 10 mA sampai 20 mA. LED pada umumnya dipasang seri dengan tahanan untuk membatasi arus agar tidak melebihi kemampuan dari LED itu sendiri, sehingga arus yang mengalir tidak merusak LED. Besarnya pembatas arus (R seri) untuk sebuah LED dapat dihitung dengan rumus berikut:
Rs =
Vs − Vf If
Keterangan: Rs = tahanan seri Vf = tegangan drop LED Vcc = sumber tegangan If = arus maju pada LED
5.5 Penjelasan Blok Sistem Mikrokontroler Mikrokontroler adalah salah satu jenis komponen elektronika yang kinerjanya tergantung pada program assembly yang dimasukkan dan telah bekerja didalamnya. Jadi agar mikrokontroler tersebut berkerja untuk mendukung sistem peralatan seperti yang diinginkan, maka harus terlebih dahulu diisikan program assembly yang benar, baik dari segi bahasa program maupun cara pengisiannya.
50
5.5.1
Penuliasan Listing Program Assembly Sebelum mikrokontroler digunakan dalam sistem rangkaian elektronika, harus terlebih dahulu diisi program yang telah dibuat oleh pembuat program. Hal ini bertujuan agar IC tersebut dapat bekerja sesuai dengan keinginan. Software yang digunakan untuk menuliskan listing program bahasa assembly adalah BASCOM-AVR, alasan menggunakan software ini dikarenakan mempunyai beberapa kelebihan dibanding software yang lainnya.
Gambar 22. Tampilan BASCOM-AVR Setelah penulisan listing program pada BASCOM-AVR text editor selesai, kemudian text tersebut disimpan ke dalam file dengan nama KIPAS.BAS. hal ini harus dilakukan karena software hanya bekerja pada file dengan nama *.BAS.*
51
Gambar23. Penyimpanan File Basic Langkah berikutnya adalah dengan mengkompilasi file Basic tersebut menjadi file heksa, sehingga file KIPAS.BAS akan menjadi file KIPAS.HEX. yaitu dengan cara menekan tombol F7 pada keyboard atau melalui menu. file *.HEX inilah yang akan dimasukkan kedalam IC Atmega8535. Adapun langkah diatas dapat dilihat pada gambar 3.9.
Gambar 24. Kompilasi Program basic Setelah langkah – langkah tersebut dilakukan maka kita akan mempunyai beberapa file setelah langkah kompilasi, yaitu : KIPAS.BAS, KIPAS.HEX dan 52
beberapa file pendukung lainnya. dan sampai pada tahapan ini maka proses penulisan dan kompilasi program assembly sudah selesai.
5.5.2
Memasukkan Program Kedalam Mikrokontroler Pada langkah ini, IC Atmega8535 yang awalnya kosong mulai diisi dengan program. Sedangkan untuk IC yang sebelumnya telah berisi program lain, maka program tersebut dihapus terlebih dahulu secara otomatis sebelum diisi dengan program yang baru. Untuk memulainya, terlebih dahulu membuka program BASCOM-AVR yang dibuat oleh produsen mikrokontroler AT8535 tersebut yaitu ATMEL company. Kemudian memilih device yang akan digunakan yaitu AT8535.
Gambar 25. Pemilihan Device yang Digunakan
53
Gambar 26. Device yang Digunakan AT8535 Setelah memilih device yang digunakan, pada menu “Compiler”. Software kemudian meminta untuk memasukan file .HEX yang akan dimasukan kedalam IC mikrokontroler, dalam hal ini adalah Kipas.HEX.
Gambar 27. Memasukkan File Kipas.HEX
54
File. HEX yang telah masuk akan dikenali oleh software tersebut kemudian dimasukan kedalam IC mikrokontroler. kemudian pilih menu chip dan cari menu Auto Program seperti pada gambar 3.13.
Gambar 28. Proses Pengisian IC Mikrokontroler
IC Mikrokontroler terisi seiring dengan bertambahnya presentase yang muncul pada jendela software setiap proses tersebut berlangsung. Proses pengisian berlangsung diawali dengan “Erase Flash & EEPROM Memory”, yang berarti software melakukan penghapusan terhadap memori internal IC Mikrokontroler terlebih dahulu sebelum mengisikan program kedalam IC tersebut. Pada proses penghapusan ini, apabila presentase telah mencapai 100% maka berarti memori internal telah sepenuhnya terhapus dan dalam keadaan kosong. Jika presentase belum mencapai 100% tetapi software menunjukkan tanda error, maka proses penghapusan gagal. Hal ini biasanya disebabkan oleh
55
adanya kesalahan pada hardware downloadernya. Setelah proses penghapusan selesai maka secara otomatis software melakukan “Verify Flash Memory”. Kali ini software mulai mengisi IC Mikrokontroler dengan file. HEX. Sama dengan penghapusan, yaitu prosesnya ditunjukkan dengan
penambahan presentase
pengisian. 100% menunjukkan bahwa IC Mikrokontroler telah sepenuhnya terisi. Dan munculnya tanda error menunjukkan proses pengisian gagal, yang biasanya disebabkan oleh kesalahan pada hardware downloadernya. Setelah langkah - langkah diatas berjalan dan selesai, maka IC Mikrokontroler yang dalam rancangan alat ini memakai jenis Atmega8535, sudah bisa digunakan untuk menjalankan sistem kerja alat rancangan.
5.6
Penulisan Modul IP IP (Internet Protocol) digunakan untuk Inisialisasi komputer sehingga dapat berkomunikasi antar satu komputer dengan komputer atau alat kontrol yang lain .Penulisan modul IP pada komputer sebagai server pada alat kontrol ini yang digunakan sebagai adalah PC Set 192.168.1.1 dan untuk client 192.168.1.2.
5.7
Diagram Flowchart
56
Gambar 29. Flowchart program
5.8
Uji Coba dan Analisa Setelah program di flashing ke mikrokontroler, langkah selanjutnya melakukan uji coba dan analisa. Yang akan diujicoba yaitu komunikasi I2C antara modul mikrokontroler dengan modul embedded IP.
57
5.8.1
Konfigurasi Pemasangan Alat Dalam melakukan uji coba alat yang telah dirancang, mempunyai gambaran seperti yang terlihat pada gambar 4.1. Gambar ini menunjukan konfigurasi pemasangan alat. 6
5
4
3
7
8
9
2 1
10
11
12
13
14
15
16
Gambar 30. Konfigurasi Pemasangan Alat Mikrokontroler AVR Atmega 8535
Konfigurasi pemasangan diatas terdiri dari satu set modul rangkaian mikrokontroler AVR yang digunakan untuk melakukan pengontrolan melalui program aplikasi dan prototipe Timer pada lampu lalu-lintas yang digunakan sebagai objek yang akan di kontrol oleh mikrokontroler. Penjelasan dari rangkaian tersebut adalah sebagai berikut: 1. Dioda 1N4002 digunakan untuk menghasilkan tegangan DC secara setengah gelomabang ( half wave ). 2. IC L7805CV merupakan IC regulator yang digunakan untuk menurunkan tegangan yang masuk sebesar 9V DC menjadi 5V DC.
58
3. merupakan konektor yang digunakan untuk tambahan fungsi dari mikrokontroler AVR atmega 8535 sebagai Analog to Digital Conveter (ADC). 4. Elco, Fungsi dari Elc (Electrolit Condensator) yang dapat menyimpan muatan listrik, yang berfungsi sebagai filter tegangan ripple. besar nilai satuan kapasitor dinyatakan dalam Farad (F). Elco yang digunakan sebesar 1000µF/16 V, ini berarti bahwa elco tersebut mempunyai tegangan maksimum sebesar 16 V DC. 5. IC AVR Atmega8535. mempunyai 32 pin I/O. 6. Header socket yang digunakan untuk memasang kabel ke rangkaian LED dan Kipas. 7. Header konektor yang digunakan untuk koneksi dengan komputer ketika pengisian program kedalam mikrokontroler AVR atmega 8535. 8. Elco dengan nilai 10 uF/16v yang berfungsi sebagai rangkaian power on reset yang dihubungkan dengan resistor 10KΩ. 9. Konektor RJ 11 yang digunakan untuk komunikasi serial dengan komputer atau dengan mikrokontroler lainnya dengan pepngiriman data secara serial. 10. Dioda
1N4148,
yang
digunakan
untuk
rangkaian
reset
pada
mikrokontroler AVR atmega 8535. 11. Switch, digunakan untuk melakukan penekan yang berfungsi sebagai reset manual.
59
12. Jumper, berfungsi untuk memilih terhubung dan tidak terhubung antara rangkaian mikrokontroler AVR atmega 8535 dengan rangkaian switching serial. 13. Kristal, berfungsi sebagai clock kerja untuk mikrokontroler AVR atmega 8535, yang digunakan pada rangkaian ini adalah sebesar 4 Mhz. 14. Elco 10uF. 15. Kapasitor dengan nilai 104 ( 100 nF ), digunakan sebagai smoothing (Penghalus tegangan). 16. Konektor, yang berfungsi sebagai penghubung antara rangkaian mikrokontroler secara keseluruhan dengan tegangan catu daya dan disediakan pula tegangan sebesar 5V DC yang digunakan untuk rangkaian luar selain mikrokontoler AVR atmega 8535. 3
2
1 4
5
6
Gambar 31. Rangkaian pengendali LED dan Kipas Pada gambar rangkaian diatas merupakan rangkaian pengendali LED dan kipas yang menggunakan Integrated Circuit ( IC ) tipe ULN 2803, yang isinya merupakan susunan transistor yang disusun secara penguatan bertumpuk (
60
Darlington ). Adapun penjelasan mengenai masing – masing komponen adalah sebagai berikut : 1. Elco, yang digunakan sebagai perata tegangan atau untuk menghilangkan tegangan ripple, sebesar 2200 uF/16V. 2. Resistor 1KΩ, digunakan untuk menurunkan dan menahan tegangan yang masuk ke komponen LED, agar komponen tersebut tidak terbakar dikarenakan melebihi tegangan yang direkomendasikan oleh produsen, yaitu sebesar 2,70V DC dengan arus sebesar 20 mA. 3. LED, digunakan sebagai indikator atau tanda. Komponen ini mempunyai 2 kutub, yaitu : Anoda dan Katoda. 4. IC ULN 2803, ialah Integrated Circuit ( IC ) yang berfungsi sebagai pegendali LED dan kipas. 5. Header, adalah konektor yang digunakan untuk menghubungkan dengan rangkaian mikrokontroler AVR atmega 8535 pada port A. 6. Dioda bridge W04M, berfungsi untuk mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC dengan sistem Gelombang penuh ( Full Wave ). Pengujian pada rangkaian ini dilakukan dengan memberikan logika 1sebanyak 8 bit pada port A yang dihubungkan dengan rangkaian pengendali, sehingga LED dan kipas menyala dan berputar. Dan kemudian diberikan logika 0 sebanyak 8 bit maka LED dan kipas mati dan tidak berputar. Dalam semua kondisi ini disimpulkan bahwa sistem pengontrolan dalam keadaan baik dan sesuai dengan yang diinginkan. Adapun hasil dari uji coba pada rangkaian ini ditampilkan pada tabel 4 sebagai berikut :
61
Tabel 06. Hasil Uji Coba Rangkaian Keseluruhan Data
LED 1
LED 2
LED 3
LED 4
LED 5
Kipas 1
Kipas 2
Kipas 3
FFH
On
On
On
On
On
Putar
Putar
Putar
00H
Off
Off
Off
Off
Off
Stop
Stop
Stop
Port A
Dari hasil pengujian tersebut bahwa LED dan Kipas hanya menunggu tegangan negatif untuk menyala dan berputar, dikarenakan pada rangkaian ini disusun secara Common posisitif untuk Kipas dan untuk LED adalah Common Anoda. Sedangkan pada komponen IC ULN 2803 adalah jika logika yang masuk pada inputan IC tersebut berlogika 0 maka keluaran dari IC ULN 2803 adalah tegangan Positif sehingga akan mematikan LED dan kipas tidak berputar, sedangkan jika logika yang masuk pada inputan berlogika 1 maka keluarannya akan menghasilkan tegangan negatif, sehingga LED akan menyala dan kipas pun akan berputar. 5.8.2
Konfigurasi Pemasangan
Gambar 32. Konfigurasi Pemasangan LED dan Kipas 62
Dalam melakukan uji coba alat yang telah di buat ada beberapa konfigurasi pemasangan yang harus dilakukan. Untuk menghubungkan algoritma program dengan alat yang akan di kendalikan yaitu LED dan Kipas, telah tersedia 32-pin yang di kelompokkan dalam 4 port yaitu port A, port B, port C, port D. Yaitu sebagai berikut : 1.
PORT A Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up ( dapat diatur per bit). Output buffer Port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan LED dan Kipas melalui rangkaian IC ULN 2803.
2.
PORT B Port B terdapat pada pin 1 s/d pin 8. Port 1 adalah port paralel 8-bit dua arah yang telah dilengkapi dengan internal pull-up.
3.
PORT C Port C terdapat pada pin 21 s/d pin 28. Port C adalah paralel port dua arah yang dilengkapi dengan rangkaian pull-up. Selain sebagai paralel port. Port C juga dapat digunakan sebagai pin address. Untuk fungsi ini port C mengunakan internal pull-up yang kuat. Port C.0 dan C.1 digunakan untuk mengirimkan data serial ( SDA ) dan Clock serial ( SCL ) untuk IC NM 7010.
4.
PORT D Port D terletak pada pin 10 s/d 17. Port D adalah port paralel dua arah yang dilengkapi dengan rangkaian pull-up. Port D.2
63
digunakan untuk menerima sinyal interupt ( INT ), dan Port D.4 untuk mengirimkan sinyal Reset ( RST ) pada IC NM 7010. 5.9
Analisa Dari hasil uji coba baik perangkat keras atau perangkat lunak, dapat dianalisa keseluruhan proses kerja sistem LED dan Kipas dengan menggunakan mikrokontroler AVR atmega8535 adalah sebagai berikut : 1. Tegangan kerja yang paling rendah untuk menyalakan LED adalah sebesar 1 Volt dan untuk memutarkan Kipas adalah sebesar 9 Volt. 2. Kipas dan LED berfungsi dengan baik dan disusun secara Common Anoda sehingga memerlukan tegangan negatif untuk mengaktifkan rangkaian tersebut. 3. LED berfungsi dengan baik dengan tegangan maksimal 2,75 volt. 4. Kipas berfungsi dengan baik dengan tegangan maksimal sebesar 12 volt. 5. Tidak ada kesalahan dalam penulisan sintak program setelah dicompile.
64
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Dengan adanya peralatan pendukung pembelajaran CCIT, memberikan kemudahan dalam penyampaian materi embedded IP (Internet Protocol) yang merupakan salah satu mata kuliah CCIT, dan dalam prototyppe ini untuk beban digunakan lima buah led dan tiga buah kipas. 2. Memberikan gambaran bahwa IP dapat dipergunakan untuk melakukan pengontrolan terhadap home appliances, sehingga dapat membuka wawasan bahwa pengontrolan dapat dilakukan any time, any place melalui teknologi CCIT. 3. Peralatan pendukung pembelajaran CCIT, dapat meningkatkan pemahaman mahasiswa dalam menerima materi embedded IP.
5.2
Saran Untuk penelitian lanjutan dari pengembangan sistem pembelajaran CCIT ini, disarankan sebagai berikut : 1. Output (keluaran) dari embedded IP dapat langsung dilakukan pada target nyata.
65
2. Penelitian berikutnya dapat meningkatkan kemampuan pengontrolan dalam hal jumlah beban yang dikendalikan. 3. Tahap penelitian ini masih pada tahapan internet melalui kabel, dapat dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan wireless.
66
DAFTAR PUSTAKA
1. Asep Saefullah (2009), Smart Wheeled Robotic yang Mampu Menghindari Rintangan Secara Otomatis, Journal CCIT, Vol.2 No.3 2. Djoko Soetarno (2005), Pengelolaan Perguruan Tinggi Berbasis Sistem Industri dan Sistem Manajemen Mutu, Orasi Ilmiah di STMIK CIC Cirebon 3. Edtech (2005), The Meaning of Educational Teaching, Retrivied December 24, 2005 from http://edtech.twinisles.com/ 4. Fleishman (2005), CUWiN Goes Public With Open Source Mesh System, http://www.wifinetnews.com/archives/0004766.html/Februari 2005 5. Kenneth Jonsson (2005), Rules of Engagement for Embedded TCP/IP Networking, Stockholm Sweden 6. Siswono (2008), Student Centered Learning : Kunci Keberhasilan E-Learning, Prosiding, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 7. O.W. Purbo (2002), Perjuangan Membangun Infrastruktur Telekomunikasi Rakyat, http://free.vlsm.org/v10/onno-ind-2/physical/berjuang-membangun-infrastrukturtelekomunikasi-rakyat-5-2002.rtf 8. O.W. Purbo (2005), Low Cost Broadband IP Satelit Backbone in Indonesia, http://satjournal.tcom.ohiou.edu/issue8/pers8/pers2.html
67
